JP2017105113A - スタッドタイヤおよびそれを成形するためのモールドピン - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのトレッド面にスタッドピンを安定して保持する。【解決手段】スタッドピンを固定するためのピン孔５０をタイヤのトレッド面に形成するために、タイヤ成形型内に固定されるモールドピン１０。モールドピン１０は、タイヤ成形型の内表面から突出する軸部１３と、当該軸部の先端に設けた頭部１４とを備える。軸部１３には、その周方向に不連続に存在する複数の凹部２０が設けられていて、これに対応して、タイヤ側のトレッド面では、ピン孔５０内に凸部６０が形成される。この凸部６０がスタッドピン８０の抜けを防止するのに有効に機能する。【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド面にスパイクを備えたスタッドタイヤ、およびそれを成形するためのモールドピンに関する。

氷上あるいは雪上での走行安定性を高めるため、トレッド表面にスパイク（スタッド、あるいはスタッドピン）を備えたスタッドタイヤが従来から知られている。スパイクは、タイヤのトレッド面に形成したピン孔に埋設することでタイヤに固定される。このようなスタットタイヤにおいて、スパイクがトレッド面から脱落するのを防止するため、種々の工夫が提案されている。

特許文献１では、空気入りタイヤのトレッド面に、スタッド装着用孔を形成するためのモールドピンが開示されている。このモールドピンは、軸状本体の先端に膨らみ部を有しているので、スタッド装着用孔の底部を大径に構成することができ、したがって、スタッドを抜け難くすることができる。

特許文献２では、スパイク孔用ピン（モールドピン）のフランジ部および軸根元部にローレット加工を施すことにより、タイヤ加硫時におけるピン周りのエア溜まりをなくすことで、ベアー（製造不良）を防いでいる。その結果、タイヤに固定されたスパイクのグラツキや抜けを防止している。

特開２０１４-７６６２１号公報 特開昭６２-２７５８０７号公報

しかしながら、特許文献１、２において、タイヤトレッド面のスタッド装着用孔の内表面とスタッドピンの外表面とのフィッティングが十分とは言えず、改善の余地がある。フィッティングが不十分となる原因として、スタッド装着孔を形成するためのモールドピンがタイヤ成形後に引き抜き易い形状とされているのに対して、スタッドピンは抜け難い形状とされていることが考えられる。
スタッド装着用孔の内表面とスタッドピンの外表面とのフィッティングが不十分であると、走行中にスタッドピンが脱落し易くなってしまう。そこで、本発明は、先行技術とは別のアプローチによって、タイヤのトレッド面にスタッドピンを安定して保持することを目的としている。そして、以下の特徴を備えたモールドピンおよびスタッドタイヤを提供する。

本発明のモールドピンは、スタッドピンを固定するためのピン孔をタイヤのトレッド面に形成するために、タイヤ成形型内に固定されるもので、「タイヤ成形型の内表面から突出する軸部」と「当該軸部の先端に設けた頭部」とを備えている。上記軸部には、その周方向に不連続に存在する複数の凹部が形成されている。

また、上記モールドピンを利用して成形される本発明のスタッドタイヤにおいては、トレッド面に形成されるピン孔が、「トレッド面から内方へ延在する軸孔」と「当該軸孔の先端に位置する拡径空間」とを含んでいて、上記軸孔の内周面に、周方向に不連続に存在する複数の凸部を有することとなる。

上記構成を備えた本発明のスタッドタイヤにおいては、凸部が軸孔の内周面上に存在することで、スタッドピンの抜けに対する抵抗となり、したがって、スタッドピンをタイヤのトレッド面に安定して、抜け難く固定することが可能となる。また、本発明のモールドピンを成形型内に固定して加硫成形することで、そのようなスタッドタイヤを成形することが可能となる。

成形型に配置された本発明のモールドピン、および成形されるタイヤを模式的に示す図。 図１に示されたタイヤのピン孔内にスタッドピンが固定される機構を模式的に示す図。 モールドピンに設ける凹部の形状を説明する図。 モールドピンに設ける凹部の形状を説明する図。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。図１は、成形型を用いて加硫成形されるタイヤを模式的に示しており、タイヤのトレッド面に形成されるピン孔５０と、当該ピン孔５０を形成するために成形型内に固定されるモールドピン１０とを拡大して示している。

本発明の一実施形態に係るモールドピン１０は、ネジ固定部１１において成形型に固定され、成形型の内表面と面一になるフランジ部１２から突出する軸部１３と、この軸部の先端に設けた頭部１４と、を備える。
モールドピン１０の頭部１４は、軸部１３よりも大径に構成されていて、これに対応して、タイヤ側に形成されるピン孔５０は、軸孔５３と、この軸孔の先端に位置する拡径空間５４を備えたものとなる。

図１中のＡ-Ａ拡大断面から良く分かるように、モールドピン１０の軸部１３と頭部１４の境界位置において、周方向に不連続に、３つの凹部２０を等間隔で設けている。この凹部２０に対応して、タイヤ側の軸孔５３の内周面には、軸孔５３と拡径空間５４の境界位置に、周方向に不連続に、３つの凸部６０が形成されることとなる（図１では、断面の取り方の関係で、凸部６０が１つしか現れない）。

図２は、以上のようにして形成されたタイヤ側のピン孔５０にスタッドピン８０が固定された状態を模式的に示している。スタッドピン８０は、軸部の下端に設けた幅広の固定ヘッド８１がピン孔の拡径空間５４内に位置することで、タイヤのトレッド面に固定される。
本発明では、凸部６０がピン孔５０内（詳しくは、軸孔５４の内周面上）に存在することで、スタッドピン８０（より詳しくは、その固定ヘッド８１）の抜けに対する抵抗となり、したがって、スタッドピン８０をタイヤのトレッド面に安定して、抜け難く固定することが可能となる。なお、図示の例では、図１を参照して説明したように、３つの凸部６０が周方向に不連続に存在することとなる。

＜凹部２０の形成位置について＞
図１、２に示した実施形態では、凹部２０は、モールドピン１０の軸部１３と頭部１４の境界位置に設けている。しかしながら本発明において、凹部２０は、軸部１３上のいずれかの位置に存在していればよく、そのような構成であれば、当該凹部２０に対応して形成される凸部６０が、ピン孔５０からスタッドピン８０が脱落することに対する抵抗となり得る。
ただ、凹部２０が図示したような軸部１３と頭部１４の境界位置に存在する場合には、挿入されたスタッドピンの固定ヘッド８１に最も近い位置に凸部６０が位置するので、固定ヘッド８１を直接的に押さえることができ、したがって、抜け防止効果が最も高くなると考えられる。

ちなみに、スイスのミシュラン社の特許出願公開公報（特表２０１１−５２１８２９）の図１２では、スタッドピンの底部ヘッド（固定に寄与する拡径ヘッド）に凹部が形成されたものが開示されているが、タイヤトレッド側には積極的に凸部が形成されていない。つまり、当該スタッドピンをトレッド（のピン孔）に圧入した際に、トレッドを構成するゴム材料の一部が圧力により変形して入り込むだけである。そのため、トレッド側に積極的に凸部を形成している本件発明に比較して、抜け防止効果は低いと考えられる。

＜凹部２０の数について＞
前述の通り、図示した実施形態では、モールドピン１０の軸部１３に３つの凹部２０を設けていた。しかし、本発明において、軸部１３に形成する凹部２０の数は、不連続に複数存在していれば、特に限定されるものではない。
ただ、複数存在する凹部の中に、軸部周面上で１８０°の角度を隔てて対面して位置するものは存在しないことが好ましい。２つの凹部が対面して存在すると、一方の凹部の深さ方向への外力が頭部１４に作用した場合の強度が低下するので好ましくない。
例えば、凹部２０の数を奇数個（好ましく３または５個）とすれば、そのような対面する２つの凹部を避ける上では好都合である。

＜凹部２０の形状について＞
モールドピン１０の凹部２０は、これに対応する凸部６０をタイヤ側に形成することを意図して設けるものである。したがって、凹部２０の具体的な形状は、特定のものに限定されることはない。たとえば、ゴルフボールに設けるディンプルのごとき丸い形態であってもよいが、形成される凸部６０を大きなものとし、抜けに対する抵抗を大きくすることが好ましく、その観点では、以下に説明するような形状が好ましい。

図３では、説明を簡単にするため、軸部１３および軸孔５３だけを取り出して図示している。図３（ａ）に示したように、軸部１３の軸芯Ａに対して、「ねじれの位置」に存在する仮想直線Ｂに沿う方向に、当該軸部材を直線的に切り落とすように凹部２０を形成する。図３（ｂ）は、これを真横から見た断面であって、図３（ｃ）は、仮想直線Ｂを含む水平断面を示している。これらの図から分かるように、凹部２０は、その最深部に、軸芯Ａに対して「ねじれの位置」にある直線（仮想直線Ｂ）を含むこととなる。

そして、図３（ｄ）に示したように、当該凹部に対応してタイヤ側（軸孔５３の内表面５３ａ）に形成された凸部６０は、その頂部６１に同仮想直線Ｂを含むこととなる。この場合、図３（ｄ）に示しているように、凸部６０は、（棒状に突き出る突起のような構成に比べて）軸孔５３の内周面５３ａとの一体性が高く、したがって、スタッドピンの抜け落ち防止効果が高い。
なお、図３では、凹部２０を１つだけ代表して描いているが、本発明では、複数の凹部２０が周面に沿って不連続に形成される。

図３（ｂ’）は、凹部形状の別例を示している。図３（ｂ）の凹部２０は、側方から見ると円弧状に湾曲しているが、図３（ｂ’）の凹部２０’は、３つの直線を含む角柱状である。角柱形状の方が抜けに対する抵抗が高いと考えられる。本発明では、図示したもの以外でも任意の形状を採用することが可能である。

図４は、凹部２０を側方から見た図を模式的に示している、凹部２０は、図４（ａ）に示したように真横に形成されていてもよいが、図４（ｂ）に示したように傾斜して形成されていてもよい。図４（ｂ）では、向こう側に存在する凹部を破線で示している。
なお、２つの凹部が周面上で１８０°の角度を隔てて対面するのは強度上の観点で好ましくないと前述したが、図４（ｂ）のような傾斜を付けた場合には、外力に対する強度が向上するというメリットがある。

＜径寸法の比率＞
図２に模式的に示したように、スタッドピン８０は、タイヤ側に形成された拡径空間５４と軸孔５３との段差を利用して、トレッド面に固定される。したがって、一般的には、モールドピン１０の軸部１３と頭部１４の径寸法比率（＝軸孔５３と拡径空間５４の径寸法比率）が大きい程、スタッドピンを安定して固定することができる。その一方で、この比率が大き過ぎると、成形後にタイヤからモールドピン１０を抜き難くなったり、スタッドピン８０を挿入し難くなるという問題が生じる。
以上を勘案して、本発明では上記比率（頭部径／軸部径）を１８０〜２２０％とすることが好ましい。ただし上述の通り、本発明では、軸孔５３に凸部６０を設けて抜け防止効果を高めているので、当該比率が低くても、比較的高い抜け防止効果を維持することが可能である。

＜凹部の深さおよび幅＞
凹部２０の深さおよび幅について、それらの具体的な寸法等が限定されるものではないが、一例を示すと次の通りである。
凹部２０の深さ（図３ｂ参照）は、軸部１３の直径に対して１０％以上、２０％以下とする。深さが１０％未満では（形成される凸部６０が低くなるので）スタッドピンの抜け防止効果が低くなり、一方２０％を超えるとモールドピン自身の強度が低くなり過ぎるので、いずれも好ましくない。
凹部２０の幅（図３ｂ参照）は、凹部自身の深さの２倍以上４倍以下とする。幅が２倍未満では（形成される凸部６０が小さくなるので）スタッドピンの抜け防止効果が低くなり、一方４倍を超えるとモールドピン自身の強度が低くなり過ぎるので、いずれも好ましくない。

１０ モールドピン
１１ ネジ固定部
１２ フランジ部
１３ 軸部
１４ 頭部
２０、２０’ 凹部
５０ ピン孔
５３ 軸孔
５４ 拡径空間
６０ 凸部
８０ スタッドピン
８１ 固定ヘッド

Claims (10)

1. スタッドピンを固定するためのピン孔をタイヤのトレッド面に形成するために、タイヤ成形型内に固定されるモールドピンであって、
   タイヤ成形型の内表面から突出する軸部と、当該軸部の先端に設けた頭部と、を備えていて、
   上記軸部には、その周方向に不連続に存在する複数の凹部が形成されている、モールドピン。
2. 上記複数の凹部は、軸部と頭部の境界に位置している、請求項１記載のモールドピン。
3. 上記複数の凹部には、軸部の周面上で１８０°の角度を隔てて対面している２つの凹部が含まれていない、請求項１または２記載のモールドピン。
4. 上記複数の凹部の数が奇数である、請求項３記載のモールドピン。
5. 上記凹部は軸部の表面に設けた溝で構成されており、当該溝の最深部は、軸部の軸芯に対して「ねじれの位置」にある直線を含んでいる、請求項１または２記載のモールドピン。
6. スタッドピンを固定するためのピン孔をトレッド面に備えたスタッドタイヤであって、
   上記ピン孔は、
   トレッド面から内方へ延在する軸孔と、当該軸孔の先端に位置する拡径空間と、を含んでいて、
   上記軸孔の内周面に、周方向に不連続に存在する複数の凸部を有している、スタッドタイヤ。
7. 上記複数の凸部は、軸孔と拡径空間との境界に位置している、請求項６記載のスタッドタイヤ。
8. 上記複数の凸部には、軸孔の内周面上で１８０°の角度を隔てて対面している２つの凸部が含まれていない、請求項６または７記載のスタッドタイヤ。
9. 上記複数の凸部の数が奇数である、請求項８記載のスタッドタイヤ。
10. 上記凸部の頂部は、軸孔の中心軸に対して「ねじれの位置」にある直線を含んでいる、請求項６または７記載のスタッドタイヤ。

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